CARACTERISTIQUES STRUCTURELLES DES POPULATIONS DU PHYTOPLANCTON DANS LES ZONES D'ECOTONE DE

TYPE LENTIQUE-TERRESTRE DANS LE DELTA DU DANUBE

Ecotone structure and functions are different towards the structure and functions of the adjacent ecosystems. From this point of view this paper emphasizes the phytoplankton's structural differences between lentic-terestrial ecotone and adjacent ecosystems from the Danube Delta in 2002.

Mots-clef: phytoplancton, diversite' taxonomique, densite' numkique, biomasse, e'cotone.

INTRODUCTION

L'abordation systemique dans 1'Ctude des systbmes dcologiques necessite l'identification et la cuantification des structures et des phknomknes des zones de frontibre connues comme zones d'6cotone. Celles ne representent pas une simple frontiere ou un bord, elles sont zones avec des amplitudes variables, marquees des discontinuites spatiales (8). Les parametres physiques, chimiques et biologiques ont des domaines distincts de fluctuation et surtout les flux de matibre, Cnergie et information sont rCgl6s par ces zones. Les zones d'kcotones ont un r6le essentiel dans la conservation de la biodiversitd au niveau local, regional et global et dans la stabilitk des Ccosyst6mes qui sont delimites (3, 8).

La productivite des ecosyst&mes aquatiques depend de la reserve de micro- et macroClCments disponibles dans l'eau et dans les sediments superficiels, mais aussi de la vitesse de recyclage de cette reserve (8). Les producteurs primaires sont des populations-clef parce qu'ils sont les seuls capables de transformer I'Cnergie radiante solaire dans I'energie des liaisons chimiques des substances organiques synthCtis6esY en la rendant disponible pour les modules trophodynamiques suivants (2).

Parmi les parametres de control des producteurs primaires le plus important, prks du stock de micro- et macro616ments, est le regime hydrologique, surtout la pCriode et la dur6e de I'inondation (1).

Le Delta du Danube se distingue par une complexit6 et une diversite ecosyst6mique trbs grande. Les lacs du delta peuvent 6tre partages en deux catdgories: domines de macrophytes et dominks de phytoplancton. Le travail propose B reliefer les caractdristiques structurelles des populations phytoplanctoniques dans les lacs domines de phytoplancton comparatif aux zones d76cotones attenantes dans les conditions, des fluctuations du niveau de l'eau.

REV. ROUM.BIOL. - VEGET., TOME 47, N" 1-2, P. 67-73, BUCAREST, 2002

68 Renata Mup, 2

Les preuves ont kt6 prelevees avec un appareil type Patalas, sur la colonne de l'eau dans les mois: avril, juillet, novembre 2002. Les stations de prklevation des preuves font parties des zones d'kcotone pr6s de lacs Gorgostel et Erenciuc dans le Delta du Danube, ainsi que des zones pblagiques de ceux lacs:

- la zone 6cotonale de type lentique-terrestre Erenciuc-Caraorman qui est delimitbe d'un canal direction6 vers Caraorman est situke en NV du lac Erenciuc; cette zone est couverte de macroveg6tation (soules, roseaux, herbes);

- la zone Ccotonale Gorgostel pr6s de lac Gorgostel est couverte des soules, roseaux, herbes, situ6e en V du lac.

L'analyse du phytoplancton a 6t6 rCalis6e comme structure qualitative - par 1'6volution des caract6ristiques structurelles des populations phytoplanctoniques - et quantitative, en Cvaluant la densite num6rique (milles exemplairesll) et biomasse (mg substance humidell).

Pour observer I'influence du regime hydrologique sur les modifications structurelles des populations phytoplanctoniques on a analys6 comparatif les zones d'6cotone avec les lacs attenants.

Pour la distinction de I'influence du r6gime hydrologique sur les modifications structurelles du phytoplancton on a 6tudi6 la p6iode des hauts niveaux (les mois IV et XI) et la pkriode du deficit hydrologique (le mois VLI) (Fig. 1).

1 Des hauts niveaux de l'eau Deficit hidrologique I

I Bcotone lac 10 La profondeur • La transparence I I

Fig. 1 - La profondeur et la transparence.

3 Caractkristiques structurelles des populations du phytoplancton 69

C anobacteria IIU Euglenoph ceae &thophyceae . ~aci l lar lo~K~ceae Chlorophyceae

Cyanobacteria mEugleno hyceae . P rrophyceae ~hr~so~!yceae &thophyceae . Badlanophyceae Chloro~hvceae

Fig. 2 -La diversitk taxonomique (nombre de taxa) du phytoplancton dans la pkriode des haut niveaux de l'eau.

Fig. 3 - La densite numdrique (milles exemplairesll) du phytoplancton dans la pQiode des hauts niveaux de l'eau.

63% 6cotone

1% 4% 7% Cyanobacteria I Euglenophyceae Xanthophyceae Bacillariophyceae Chlorophyceae

Fig. 4 -La biomasse (mg substance humidell) dans la periode des haut niveaux de l'eau.

70 Renata M q a , IN. ~icolaescu( 4

Bcotone 43% 22%

13% H Cyanobacteria IlU Euglenophyceae . Bacillariophyceae . Chlorophyceae

Fig. 5 -La diversite taxonomique (nombre de taxa) du phytoplancton dans la periode du deficit hydrologique.

ecotone

Fig. 6 - La densite numerique (milles exemplairesll) du phytoplancton dans le pdriode du deficit hydrologique.

.,,, lac 1

1370

Q Cyanobacteria .ELI 2;: hyceae . Baclllar~ophyceae . ct%ropRyceae

El Cyanobacteria IUiI Euglenoph ceae . P rmph ceae . ~acdlar~o~$yceae . ~ h o r o ~ ~ ~ c e a e

Fig. 7 -La biomasse (mg substance humidell) du phytoplancton dans la pkriode ctu deficit hydrologique.

Cyanobacteria PO . Bacillariophyceae . Chlorophyceae 1 Cymobacteria Euglenoph ceae

' . ~ i l o r o ~ ~ ~ c e a e . BacillmOpKyceae

5 CaractCristiques structurelles des populations du phytoplancton 7 1

L'analyse du phytoplancton dans la pCriode des hauts niveaux met en Cvidence certaines diffCrences structurelles de 1'Ccotone par rapport au lac.

Le spectre taxonomique entoure le meme nombre de taxa et infrataxa d'algues : 80 dans I'Ccotone et 82 taxa dans le lac (Fig. 2). La densite numCrique dans 1'Ccotone est approximatif 7 fois plus petite que dans le lac; la biomasse dans 1'Ccotone est approximatif 6 fois plus petite (Figs. 3 et 4); la dominance est assuree par Bacillariophyceae, suivie par Chlorophyceae dans le lac et suivie par Cyanobacteria comme diversit6 taxonomique et biomasse dans 1'6cotone.

Dans la pCriode du dCficit hydrologique, la structure des populations phytoplanctoniques se modifie tant en Ccotone que dans le lac. Ainsi, le spectre taxonomique entoure un nombre plus petit d'espbces algales, en ecotone (59 , mais dans le lac le nombre d'espbces algales augmente a 95.

La dominance est assurCe par les Bacillariophyceae dans 17Ccotone et les Cyanobacteria dans le lac (Fig. 5). La densite numCrique est approximatif 9 fois plus baisse dans 1'Ccotone que dans le lac, Ctant dominantes les Bacillariophyceae dans 1'6cotone et les Cyanobacteria dans le lac (Fig. 6). La biomasse dans 1'6cotone est plus petite d'approximatif 17 fois que le lac, Ctant dominants les Bacillariophyceae tant dans I'Ccotone que dans le lac (Fig. 7).

En comparant les zones d'ecotone dans la pCriode des hauts niveaux de l'eau avec la pkriode du deficit hydrologique (avec une transparence totale dans ces deux cas) (Fig. I), les populations phytoplanctoniques sont reprCsent6es par les taxa qui appartiennent ii 5 groupes taxonomiques dans la pCriode des hauts niveaux de I'eau et 4 groupes taxonomiques dans la pCriode du dCficit hydrologique. La densit6 numCrique et la biomasse ont des valeurs plus ClevCes dans la pCriode du deficit hydrologique par rapport ;i la periode des hauts niveaux. Dans le lac, la transparence Ctant plus petite que dans la pCriode des hauts niveaux, les populations phytoplanctoniques sont repr6sentCes par 5 groupes taxonomiques dans la p6riode du dCficit hydrologique par rapport ;i 7 groups taxonomiques dans le pCriode des hauts niveaux.

Dans 1'Ccotone les valeurs de la densit6 numerique et de la biomasse sont plus petites que dans le lac, tant dans la periode des haut niveaux de I'eau (416 milles exemplairesll par rapport a 2788 milles exemplairesll et respectif 1,063 mg substance humidell par rapport ii 6,45 1 mg substance humidell) que dans la pkriode du deficit hydrologique (567 milles exemplaires/l par rapport A 5032 milles exemplairesll et 1,775 mg substance humidell par rapport 29,988 mg substance humidell).

Le seuil de trophie de 5 mg substance humidell (4) a CtC dCpassC dans les zones d'kcotone avec 1,5 mg substance humidell et dans le lac, d'approximatif 6 fois.

On remarque que les parametres Ctudies ont des valeurs plus petits dans 1'6cotone que dans le lac, sans tenir compte de niveau de I'eau, ii l'exception du

72 Renata Mu~a , b. ~icolaescd 6

nombre de taxa (il a CtC presque Cgalement quand le niveau de I'eau a CtC haut. (Fig. 2). Cette chose pourrait etre expliquCe par la concurrence pour la lumi6re et pour les nutriments des populations de macrophytes et phytoplanctoniques. Dans lYCcotone la rnacrovCgCtation se comporte comme un filtre pour lYCnergie solaire incidente, bCn6ficiant d'une plus grande partie de cella (9) et assimile les substances organiques de I'eau, sous forme de biomasse, les immobilisant jusquY8 la fin du leur cycle vital, contrblant ainsi le dCveloppement excessif du phytoplancton (1).

CONCLUSIONS

> Dans la pCriode des hauts niveaux de l'eau et dans la pCriode du deficit hydrologique, les valeurs des pararnBtres Ctudi6s (diversit8 taxonomique, densite num6rique et biomasse) sont plus baisse dans I'Ccotone que dans le lac.

> Dans les zones CtudiCes, dans la pCriode des hauts niveaux la dominance est assur6e par les Bacillariophyc6e (plus de 50%); dans la p6riode du deficit hydrologique sont dominantes les CyanobactCria comme nombre de taxa et comme densit6 nurnkrique dans le lac, dans l'ecotone Ctant dominants les Bacillariophyceae.

> La dominance des Bacillariophyceae (comme diversit6 taxonomique, densit6 numCrique et biomasse) est caractiristique aussi pour d'autres zones dY6cotone du Delta du Danube), comme: la zone d'6cotone aquatique terrestre Sachalin, la zone d'6cotone aquatiqye-terestre Merheiul Mic-Letea, plus 50% (5'6). Les Bacillariophyceae dorninent comme densite num6rique dans la zone dYCcotone qui d6limite le canal Erenciuc- Puiu, la zone dY6cotone qui dClimite le canal Puiu-Rogu (7).

BIBLIOGRAPHIE

1. Botnariuc, N., Beldescu, St., Boldor, 0. (1964), Productia primarii a apelor din zona inundabila a Dunaii (I). Hidrobiologia, 5,35-50.

2. Botnariuc, N., VSidineanu, A. (1982), Producfia prima&. In: Ecologie p. 163-167. Editura Didactic2 $i Pedagogic%.

3. Naiman, R. J., Decamps, W., Fournier, F. (1989), Hypotheses about the role of landtinland water ecotones. In: The Role of Land4nland Water Ecotones in Landscape Management and Restoration p. 19-43. Printed by Imprimerie des Presses Universitaires de France, VendGme.

4. Oltean, M. (1985), The aquatic ecosytems phytoplanktonic trophicity. Al 3-lea simpozion "Bazele biologice ale proceselor de epurare $i protectia mediului". Pite~ti, Argeq, 230-237.

7 CaractCristiques structurelles des populations du phytoplancton 73

5. Stancu-Stoianovici, Eugenia (1992), Aspecte numerice $i gravimetrice 3le comunitiltii fitoplanctonice din zonele de ecoton lentic-terestru din Delta Dun&% in conditiile ecologice ale anului 1991. Analele ~tiintifice ale Institutului Delta Dunbii.

6. Stancu-Stoianovici, Eugenia (1992), Aportul unor zone ecotonale de tip lentic-terestru la conservarea biodiversitiltii fitoplanctonice lacustre din Delta Dunbii. Analele ~tiintifice ale Institutului Delta Dunbii.

7. Stoianovici, Eugenia, Nicolescu, N. (2000), Structura comunit&tilor fitoplanctonice din diferite zone ecotonale din Delta Dunbii in conditii extreme de fluctuatie a apelor. Proceedings of Institute of Biology, 111, 3 1-40.

8. Vgdineanu, A. (1 998), Concepte gi interpretbi teoretice cheie. In : Dezvoltarea durabilii - teorie ~i practicri, vol 1 p. 11-120. Editura Universitfttii din Bucureati.

9. Vgdineanu, A., Cristofor, S., Ignat, G. (1992), Phytoplankton and submerged macrophytes in the aquatic ecosystems of the Danube Delta during the last decade. Hydrobiologia, 2431244, 141-146.

*~nstitute de Biologie Spl. Independenlei 296

P. 0. Box 5653 , Bucarest e-mail: renata.musa@ibiol.ro